多功能智能坐標檢測儀的製作方法

2023-07-31 05:47:51 1

本發明涉及一種坐標檢測儀，特別是一種多功能智能坐標檢測儀。

背景技術：

目前，傳統的測量儀器都是單一用途。例如：輪廓度儀只能檢測物體的外形輪廓，圓度儀只能測量物體的圓度、圓柱度，粗糙度儀只能檢測物體表面粗糙度程度等等。要想使一個設計比較複雜的工件的加工製作與設計要求相符，就必須對工件加工後的各種數據進行測量。比如說工件上相應特徵的直線度、平面度、位置度、圓柱度、同軸度、垂直度、圓跳動等等。而以這些數據作為目標量進行精密地測量，就需要有較高精密的儀器來進行操作。在本行業內部通常的方式是：使用不同精度，不同類型的儀器，輪流檢測。這樣做既增加成本，又佔用大量空間，浪費大量人力物力。因為測量流程太多，檢測精度也達不到理想效果，檢測結果差異比較大。因此現在需要一種能夠在一臺機器上完成上述測量工作的裝置，以達到一機多用，節省成本、提高測量精度的目的。

技術實現要素：

本發明是為了解決上述現有技術所存在的不足，提出一種結構簡單、設計巧妙，可以同時對多個不同參數進行測量；可實現一機多用，節省成本、提高測量精度等效果的多功能智能坐標檢測儀。

本發明的技術解決方案是：一種多功能智能坐標檢測儀，其特徵在於：所述的檢測儀包括安裝臺1，在安裝臺1上設置有三坐標系統，所述的三坐標系統的主軸7的端部設置有連接法蘭2，在三坐標系統的底座上還設置有測頭庫位系統3，在安裝臺1上設置有氣浮轉臺4，在氣浮轉臺4內還設置有與所述氣浮轉臺4相配的動平衡自動調節系統，

所述的三坐標系統包括電動導軌5和與其滑動連接的門型框架6，在門型框架6上設置有主軸7，所述的連接法蘭2就設置在主軸7的端部，

所述的測頭庫位系統3包括固定設置在安裝臺1上的測頭庫位架8，在測頭庫位架8上並列地設置有多個測頭庫位盒9，每個測頭庫位盒9內都設置有電動導軌10，在不同的測頭庫位盒9內分別放置有粗糙度測頭、掃描式測頭、工顯類測頭、觸髮式測針和非接觸式測針，上述的所有測頭和測針都設置在一個測頭連接法蘭11下方，所述的測頭連接法蘭11上開設有環形槽12，所述的環形槽12與電動導軌10相配，在測頭連接法蘭11的頂面上還設置有三個鍵13，並且這三個鍵13在圓周上均勻分布，

所述的動平衡自動調節系統包括設置在氣浮轉臺殼體24內的驅動電機14，驅動電機14的輸出軸通過傘齒輪傳動副15與轉軸16相連；並且在驅動電機14的輸出軸與傘齒輪傳動副15之間還設置有聯軸器17；在氣浮轉臺底座25上設置有渦流傳感器18，所述的渦流傳感器18為四個，並且以轉軸16的軸線為軸在圓周上均勻分布，在轉軸16的底部還設置有平衡噴嘴19，所述的平衡噴嘴19為四個，同樣以轉軸16的軸線為軸在圓周上均勻分布，所述平衡噴嘴19的入氣端與電控調壓系統相連，電控調壓系統與供氣系統相連，而平衡噴嘴19的出氣端則與轉軸16的下端部徑向對應，在轉軸16下方的氣浮轉臺底座25中設置有兩列組合型向心球軸承20，在兩列組合型向心球軸承20中設置有頂針21，所述頂針21的頂端頂在轉軸16底端的圓錐形凹槽內，且頂針21的頂端也為圓錐狀，在所述的氣浮轉臺4的頂部設置有轉臺盤面22，所述的轉軸16的頂端與轉臺盤面22的圓心連接，在轉臺盤面22的下方設置有至少三個在圓周上均勻分布的氣浮噴嘴23，並以轉臺的軸心為圓心，以氣浮噴嘴23的圓心到轉臺的軸心的距離為半徑刻劃有一定寬度的導氣槽26，且所述的氣浮噴嘴10的出口端位於導氣槽26內，並且所述的氣浮噴嘴23的入氣端與氣壓平衡室相連，氣壓平衡室與供氣系統相連，在所述的頂針21的下端部還設置有彈簧。

本發明同現有技術相比，具有如下優點：

本種結構形式的測頭庫位系統，其上能夠放置多個不同的測頭（粗糙度測頭、掃描式測頭、工顯類測頭、觸髮式測針和非接觸式測針），並且這些測頭通過一個特殊結構的測頭連接法蘭與測頭庫位盒連接，該測頭連接法蘭能夠讓檢測儀的主軸快速的將其從測頭庫位盒中進行取、放操作，以實現不同測頭之間的快速切換。同時它還設置有一個特殊結構的轉臺。該轉臺的內部設置有多個在圓周方向上均勻分布的氣浮噴嘴，在轉臺上的盤面轉動時，這些氣浮噴嘴能夠在轉盤下方形成一個很薄的空氣膜，這樣就能夠大大降低轉盤轉動時產生的摩擦力，進而避免額外的功耗和不必要的振動；同時它為轉臺盤面的轉軸還設計了一套動平衡系統，該系統通過多個渦流傳感器來檢測轉軸是否發生偏移，向何方向發生偏移。並通過控制系統控制對應的平衡噴嘴工作，讓轉軸轉動時始終保持較好的動平衡，進而保證轉盤的水平度。綜上所述，可以說這種多功能智能坐標檢測儀具備了多種優點，特別適合於在本領域中推廣應用，其市場前景十分廣闊。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體結構示意圖。

圖2為本發明實施例中測針臺架的結構示意圖。

圖3為圖2中的A部放大圖。

圖4為本發明實施例中測針連接法蘭的結構示意圖。

圖5為本發明實施例中自平衡驅動系統的結構示意圖。

圖6為圖5中的F-F向的剖視圖。

具體實施方式

下面將結合附圖說明本發明的具體實施方式。如圖1至圖6所示：一種多功能智能坐標檢測儀，它包括一個作為基礎的安裝臺1，在安裝臺1上設置有三坐標系統，所述的三坐標系統的主軸7的端部設置有連接法蘭2，在三坐標系統的底座上還設置有測頭庫位系統3，在安裝臺1上設置有氣浮轉臺4，在氣浮轉臺4內還設置有與所述氣浮轉臺4相配的動平衡自動調節系統，

上述的三坐標系統包括電動導軌5和與其滑動連接的門型框架6，在門型框架6上設置有主軸7，所述的連接法蘭2就設置在主軸7的端部，

上述的測頭庫位系統3包括固定設置在安裝臺1上的測頭庫位架8，在測頭庫位架8上並列地設置有多個測頭庫位盒9，每個測頭庫位盒9內都設置有電動導軌10，在不同的測頭庫位盒9內分別放置有粗糙度測頭、掃描式測頭、工顯類測頭、觸髮式測針和非接觸式測針，上述的所有測頭和測針都設置在一個測頭連接法蘭11下方，這裡的測頭連接法蘭11能夠與主軸7底端的連接法蘭2磁性連接；所述的測頭連接法蘭11上開設有環形槽12，所述的環形槽12與電動導軌10相配，在測頭連接法蘭11的頂面上還設置有三個鍵13，並且這三個鍵13在圓周上均勻分布，

動平衡自動調節系統包括設置在氣浮轉臺殼體24內的驅動電機14，驅動電機14的輸出軸通過傘齒輪傳動副15與轉軸16相連；並且在驅動電機14的輸出軸與傘齒輪傳動副15之間還設置有聯軸器17；在氣浮轉臺底座25上設置有渦流傳感器18，所述的渦流傳感器18為四個，並且以轉軸16的軸線為軸在圓周上均勻分布，在轉軸16的底部還設置有平衡噴嘴19，所述的平衡噴嘴19為四個，同樣以轉軸16的軸線為軸在圓周上均勻分布，所述平衡噴嘴19的入氣端與電控調壓系統相連，電控調壓系統與供氣系統相連，而平衡噴嘴19的出氣端則與轉軸16的下端部徑向對應，在轉軸16下方的氣浮轉臺底座25中設置有兩列組合型向心球軸承20，在兩列組合型向心球軸承20中設置有頂針21，所述頂針21的頂端頂在轉軸16底端的圓錐形凹槽內，且頂針21的頂端也為圓錐狀，在所述的氣浮轉臺4的頂部設置有轉臺盤面22，所述的轉軸16的頂端與轉臺盤面22的圓心連接，在轉臺盤面22的下方設置有至少三個在圓周上均勻分布的氣浮噴嘴23，並以轉臺的軸心為圓心，以氣浮噴嘴23的圓心到轉臺的軸心的距離為半徑刻劃有一定寬度的導氣槽26，且所述的氣浮噴嘴10的出口端位於導氣槽26內，並且所述的氣浮噴嘴23的入氣端與氣壓平衡室相連，氣壓平衡室與供氣系統相連，在所述的頂針21的下端部還設置有彈簧。

本發明實施例的多功能智能坐標檢測儀的工作過程如下：需要進行某個工件的多參數檢測時，首先將工件放置到轉臺盤面22的上方，然後利用三坐標系統驅動連接法蘭2運動，連接法蘭2可以去測頭庫位系統3上拿取不同的測頭，以對工件的不同特徵參數進行檢測，連接法蘭2在三維空間上的運動過程如下：門型框架6在電動導軌5上沿著電動導軌方向運動，而主軸7沿著門型框架6在X軸方向運動，連接法蘭2則在主軸7的作用下沿著主軸方向運動，上述三個方向上的運動的合成，即實現了連接法蘭2在三維空間上的運動.

連接法蘭2需要取用某個測頭時，首先在三坐標系統的驅動下運動至測頭庫位系統3的測頭庫位架8處，具體地說是運動至與該測針對應的庫位盒9處，由於在連接法蘭2的底端設置有電磁裝置。因此連接法蘭2能夠與測頭連接法蘭11磁性連接，並驅動測頭連接法蘭11從庫位盒9中滑出。連接法蘭2與測頭連接法蘭11的頂面磁性連接，由於在測頭連接法蘭11的頂面上設置有三個在圓周上均勻分布的鍵13，因此可以保證測頭連接法蘭11與連接法蘭2之間能夠進行穩固的定位連接；

連接法蘭2帶動該測頭對工件進行檢測操作，檢測結束後，連接法蘭2將該測針送回到相應的庫位盒9處，並將其推送到庫位盒9內（讓測頭連接法蘭11上的環形槽12重新滑入電動導軌10內），併到另一個庫位盒處拿取另一個測頭，以便進行該工件不同參數的檢測；

需要轉臺盤面22帶動工件轉動時，首先由供氣系統為所有的氣浮噴嘴23供氣，氣浮噴嘴23噴出的空氣會在轉臺盤面22的下方形成一個很薄的空氣膜，最大程度地降低轉臺盤面22下方所承受的摩擦力。從而讓旋轉更加順暢，同時也可以避免做出額外的功耗和不必要的振動。而在上述過程中，因為載荷的重心與轉臺的軸心不完全重合，轉臺盤面22和轉軸16都會向上方做一個微小的位移，但由於在頂針21的底部設置有彈簧，因此頂針21會在彈簧的作用下始終頂在轉軸3的底部。

驅動電機14啟動，驅動電機14通過聯軸器17將扭矩傳遞給傘齒輪傳動副15，並最終驅動轉軸16轉動。如果轉軸16在受力後，其軸線發生偏轉，設置在其底部的渦流傳感器18能夠檢測到這種偏轉，並將該偏轉的矢量值發送到控制系統中。控制系統通過供氣系統控制相對應的平衡噴嘴19工作，同時通過電動調壓系統來調節吹送出的氣流的流速。利用吹送出的氣流對轉軸16的底部進行微調，讓轉軸16的軸線重新調整至垂直狀態，進而來保證轉臺盤面22的水平程度。由於頂針21通過兩列組合型向心球軸承20與氣浮轉臺底座25上相連，氣浮轉臺底座25與安裝臺1穩固連接。即頂針21能夠相對於氣浮轉臺底座25在一定範圍內擺動。這樣上述過程中，當轉軸16轉動時，根據陀螺原理，即可實現對轉軸的自動對心調整。